KR101747330B1 - Cable-type secondary battery - Google Patents

Cable-type secondary battery Download PDF

Info

Publication number
KR101747330B1
KR101747330B1 KR1020140150759A KR20140150759A KR101747330B1 KR 101747330 B1 KR101747330 B1 KR 101747330B1 KR 1020140150759 A KR1020140150759 A KR 1020140150759A KR 20140150759 A KR20140150759 A KR 20140150759A KR 101747330 B1 KR101747330 B1 KR 101747330B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode
layer
external
active material
sheet
Prior art date
Application number
KR1020140150759A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20160051204A (en
Inventor
권요한
엄인성
김제영
Original Assignee
주식회사 엘지화학
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to KR1020140150759A priority Critical patent/KR101747330B1/en
Publication of KR20160051204A publication Critical patent/KR20160051204A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101747330B1 publication Critical patent/KR101747330B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0404—Machines for assembling batteries
    • H01M10/0409—Machines for assembling batteries for cells with wound electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/621—Binders
    • H01M4/622—Binders being polymers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/624—Electric conductive fillers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/116—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by the material
    • H01M50/124—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by the material having a layered structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/411—Organic material
    • H01M50/414—Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting resins
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/431—Inorganic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/463—Separators, membranes or diaphragms characterised by their shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/489—Separators, membranes, diaphragms or spacing elements inside the cells, characterised by their physical properties, e.g. swelling degree, hydrophilicity or shut down properties
    • H01M50/491—Porosity
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

본 발명은 1개 이상의 내부전극, 상기 내부전극의 외면을 둘러싸며 형성되고, 전극의 단락을 방지하는 분리층, 및 상기 분리층을 둘러싸며 나선형으로 권선되어 형성된 시트형의 외부전극을 포함하는 전극 조립체를 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블형 이차전지를 제공한다.The electrode assembly includes at least one internal electrode, an outer layer surrounding the outer surface of the inner electrode, a separating layer for preventing short-circuiting of the electrode, and a sheet-like external electrode wound around the separating layer and spirally wound. The present invention also provides a cable-type secondary battery comprising the same.

Description

케이블형 이차전지{Cable-type secondary battery}[0001] CABLE-TYPE SECONDARY BATTERY [0002]

본 발명은 변형이 자유로운 케이블형 이차전지에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 케이블 전지의 직경을 최소화 시킬 수 있는 케이블형 이차전지에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a cable-type secondary battery that is free from deformation, and more particularly, to a cable-type secondary battery capable of minimizing the diameter of a cable battery.

최근 이차 전지는 외부의 전기 에너지를 화학 에너지의 형태로 바꾸어 저장해 두었다가 필요할 때에 전기를 만들어 내는 장치를 말한다. 여러 번 충전할 수 있다는 뜻으로 "충전식 전지"(rechargeable battery)라는 명칭도 쓰인다. 흔히 쓰이는 이차전지로는 납 축전지, 니켈 카드뮴 전지(NiCd), 니켈 수소 축전지(NiMH), 리튬 이온 전지(Li-ion), 리튬 이온 폴리머 전지(Li-ion polymer)가 있다. 이차 전지는 한 번 쓰고 버리는 일차 전지에 비해 경제적인 이점과 환경적인 이점을 모두 제공한다.Recently, a secondary cell is a device that converts external electrical energy into a form of chemical energy, stores it, and produces electricity when needed. The term "rechargeable battery" also means that the battery can be recharged several times. Common secondary batteries include lead acid batteries, NiCd batteries, NiMH batteries, Li-ion batteries, and Li-ion polymer batteries. Secondary batteries provide both economic and environmental advantages over single-use primary batteries.

이차 전지는 현재 낮은 전력을 사용하는 곳에 쓰인다. 이를테면 자동차의 시동을 돕는 기기, 휴대용 장치, 도구, 무정전 전원 장치를 들 수 있다. 최근 무선통신 기술의 발전은 휴대용 장치의 대중화를 주도하고 있으며, 종래의 많은 종류의 장치들을 무선화하는 경향도 있어, 이차전지에 대한 수요가 폭발하고 있다. 또한, 환경오염 등의 방지 측면에서 하이브리드 자동차, 전기 자동차가 실용화되고 있는데, 이들 차세대 자동차들은 이차전지를 사용하여 값과 무게를 줄이고 수명을 늘리는 기술을 채용하고 있다.Secondary cells are currently used for low power applications. Such as a device that assists the starting of a vehicle, a portable device, a tool, and an uninterruptible power supply. Background Art [0002] Recent developments in wireless communication technology have led to the popularization of portable devices and the tendency to wirelessize many types of conventional devices, and demand for secondary batteries is exploding. In addition, hybrid vehicles and electric vehicles are being put to practical use in terms of prevention of environmental pollution, and these next generation vehicles employ secondary battery technology to reduce the value and weight and increase the life span.

일반적으로 이차전지는 원통형, 각형 또는 파우치형의 전지가 대부분이다. 이는 이차전지는 음극, 양극 및 분리막으로 구성된 전극 조립체를 원통형 또는 각형의 금속캔이나 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스 내부에 장착하고, 상기 전극 조립체에 전해질을 주입시켜 제조하기 때문이다. 따라서, 이차전지 장착을 위한 일정한 공간이 필수적으로 요구되므로, 이러한 이차전지의 원통형, 각형 또는 파우치형의 형태는 다양한 형태의 휴대용 장치의 개발에 대한 제약으로 작용하게 되는 문제점이 있다. 이에, 형태의 변형이 용이한 신규한 형태의 이차전지가 요구되고 있다.Generally, a secondary battery is a cylindrical, square, or pouch type battery. This is because the secondary battery is manufactured by inserting an electrode assembly composed of a cathode, an anode, and a separator into a pouch-shaped case of a cylindrical or rectangular metal can or an aluminum laminate sheet, and injecting an electrolyte into the electrode assembly. Therefore, since a certain space for mounting the secondary battery is indispensably required, there is a problem that the cylindrical shape, the square shape, or the pouch shape of the secondary battery acts as a constraint on the development of various types of portable devices. Therefore, there is a demand for a new type secondary battery which is easy to deform in shape.

이러한 요구에 대하여, 단면적 직경에 대해 길이의 비가 매우 큰 전지인 케이블형 이차전지가 제안되었다. 이러한 케이블형 이차전지는 형태의 변형에 따른 외력에 의한 스트레스 또는 충방전시 전극 활물질층의 급격한 부피 팽창 등으로 인해 전극 활물질층의 탈리 현상이 일어나 용량 감소 및 사이클 수명특성 열화 현상이 발생할 수 있다.With respect to this demand, a cable-type secondary battery which is a battery having a very large length-to-diameter diameter ratio has been proposed. Such a cable type secondary battery may cause a phenomenon of deterioration of capacity and cycle life characteristics due to stress due to an external force due to deformation of shape, or desorption phenomenon of the electrode active material layer due to rapid expansion of the electrode active material layer during charging and discharging.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 전극 활물질층에 포함되는 바인더 함량을 증가시키게 되면 구부림이나 비틀림에 대한 유연성을 가질 수 있다. 하지만 전극 활물질층의 바인더 함량 증가는 전극 저항을 증가시켜 전지 성능 저하의 원인이 된다. 그리고, 전극이 완전히 접히게 되는 등의 극심한 외력이 작용하게 되면, 바인더 함량을 증가시키더라도 전극 활물질층이 탈리되는 것을 방지할 수 없어, 적절한 해결방법이 될 수 없다.In order to solve such a problem, if the content of the binder contained in the electrode active material layer is increased, flexibility of bending and twisting can be obtained. However, the increase of the binder content of the electrode active material layer causes an increase in the electrode resistance, which causes deterioration of the battery performance. Further, if an extreme external force such as a complete folding of the electrode acts, even if the binder content is increased, the electrode active material layer can not be prevented from being desorbed, which is not an appropriate solution.

또한, 신체에 착용할 수 있는 웨어러블 어플리케이션이나, 스마트 패브릭 등에 대한 연구 개발이 이루어 지고 있으나, 이러한 제품들의 전력을 공급할 수 있는 장치 역시 그에 맞춤형으로 전지가 개발될 필요성이 있다.In addition, research and development on a wearable application that can be worn on the body, a smart fabric, and the like are being carried out, but there is also a need to develop a battery that can supply electric power of these products in a customized manner.

따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 전극 활물질층에 외력이 작용하더라도 전극 활물질층에 크랙이 발생하는 것을 완화시켜주고, 크랙이 심하게 발생하더라도 집전체로부터 탈리되는 것을 방지할 수 있는 전극, 그를 포함하는 이차전지 및 케이블형 이차전지를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide an electrode capable of alleviating the occurrence of cracks in the electrode active material layer even when an external force acts on the electrode active material layer and preventing the electrode active material layer from being separated from the current collector, And to provide a secondary battery and a cable-type secondary battery.

또한 본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 케이블형 이차전지의 내부 직경을 최소화 하여, 케이블 전지를 직조된 형태나, 여러 개의 전지를 수평으로 연결시켜 시트 타입의 구조체를 형성하여 스마트 패브릭 혹은 웨어러블 어플리케이션 등의 전력 공급원의 역할을 수행할 수 있도록 하는 것이다.Another object of the present invention is to minimize the internal diameter of a cable type secondary battery and to form a sheet type structure by connecting a plurality of batteries horizontally in a woven shape or a cable fabric, And the like.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 1개 이상의 내부전극, 상기 내부전극의 외면을 둘러싸며 형성되고, 전극의 단락을 방지하는 분리층, 및 상기 분리층을 둘러싸며 나선형으로 권선되어 형성된 시트형의 외부전극을 포함하는 제1 전극 조립체를 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블형 이차전지를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a plasma display panel comprising at least one inner electrode, an outer layer surrounding the outer surface of the inner electrode and preventing shorting of the electrode, and a sheet- And a first electrode assembly including an outer electrode.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 내부전극은 1개 이상의 와이어형 내부전극이 서로 평행하게 접촉하여 배치되거나, 2개 이상의 와이어형 내부전극이 서로 꼬여진 형태로 배치될 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the inner electrode may be arranged such that at least one wire-shaped inner electrode is in contact with each other in parallel, or at least two wire-shaped inner electrodes are twisted with each other.

본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 내부전극은 내부집전체 및 상기 내부집전체 표면에 형성된 내부전극 활물질층을 포함할 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the internal electrode may include an internal current collector and an internal electrode active material layer formed on a surface of the internal current collector.

본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 시트형의 외부전극은, 서로 겹치지 않도록 나선형으로 권선되어 형성될 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the sheet-like external electrodes may be formed by winding in a spiral shape so as not to overlap with each other.

본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 시트형의 외부전극은, 상기 시트형의 외부전극 폭의 2 배 이내의 간격을 두고 서로 이격되어 겹치지 않도록 나선형으로 권선되어 형성될 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the sheet-like external electrodes may be formed by spirally winding so as to be spaced apart from each other with an interval of not more than twice the sheet-like outer electrode width.

본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 시트형의 외부전극은, 서로 겹치도록 나선형으로 권선되어 형성될 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the sheet-like external electrodes may be formed by winding in a spiral shape so as to overlap with each other.

본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 시트형의 외부전극은, 상기 서로 겹치는 부분의 폭이 상기 시트형의 외부전극 폭의 0.9 배 이내가 되도록 나선형으로 권선되어 형성될 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the external electrodes of the sheet-like shape may be spirally wound so that the widths of the external electrodes overlap with each other by 0.9 times the sheet-like outer electrode width.

본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 외부전극은, 외부집전체 및 상기 외부집전체의 일면에 형성된 외부전극 활물질층을 포함할 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the external electrode may include an external current collector and an external electrode active material layer formed on one surface of the external current collector.

본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 외부전극은, 상기 외부전극 활물질층상에 형성된 다공성의 제1 지지층을 더 포함할 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the external electrode may further include a porous first supporting layer formed on the external electrode active material layer.

본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 제1 지지층상에, 도전재와 바인더를 구비하는 도전재 코팅층을 더 포함할 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the conductive material coating layer may further include a conductive material and a binder on the first support layer.

본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 제1 지지층상에, 무기물 입자 및 바인더 고분자의 혼합물로 형성된 다공성 코팅층을 더 포함할 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, a porous coating layer formed of a mixture of inorganic particles and a binder polymer may be further formed on the first support layer.

본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 외부전극은, 상기 외부집전체의 타면에 형성된 제2 지지층을 더 포함할 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the external electrode may further include a second support layer formed on the other surface of the external current collector.

본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 분리층은 권선된 구조일 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the separating layer may be a coiled structure.

본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 내부전극은, 음극 또는 양극이고, 상기 외부전극은, 상기 내부전극에 상응하는 양극 또는 음극일 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the internal electrode may be a cathode or an anode, and the external electrode may be an anode or a cathode corresponding to the internal electrode.

본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 전극 조립체의 외면을 둘러싸도록 형성된 보호피복을 더 포함할 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the electrode assembly may further include a protective coating formed to surround the outer surface of the electrode assembly.

본 발명에 따르면, 시트형 전극의 적어도 일면에 지지층을 도입함으로써 전극의 유연성을 크게 향상시킬 수 있다. 그리고, 전극이 완전히 접히게 되는 등의 극심한 외력이 작용할 때, 전극 활물질층의 바인더 함량 증가가 없더라도 상기 지지층이 완충작용을 함으로써, 전극 활물질층의 크랙발생을 완화시켜주며, 이로 인해, 집전체에서 전극 활물질층이 탈리되는 현상을 방지해 준다. 이로써, 전지의 용량 감소를 방지하고, 전지의 사이클 수명특성을 향상시킬 수 있다. 나아가, 다공성의 지지층을 구비함으로써 전극 활물질층으로의 전해액 유입이 원활하고, 상기 다공성 지지층의 기공으로 전해액이 함침됨으로써 전지 내의 저항증가를 방지하여, 전지의 성능저하를 방지할 수 있다.According to the present invention, the flexibility of the electrode can be greatly improved by introducing the supporting layer on at least one side of the sheet-like electrode. In addition, when the extreme external force such as the complete folding of the electrode acts, the supporting layer functions as a buffer even if there is no increase in the binder content of the electrode active material layer, thereby alleviating the occurrence of cracks in the electrode active material layer, Thereby preventing the electrode active material layer from being detached. Thus, it is possible to prevent a decrease in the capacity of the battery and to improve the cycle life characteristics of the battery. Furthermore, by providing a porous support layer, the electrolyte can be smoothly flowed into the electrode active material layer, and the electrolyte can be impregnated into the pores of the porous support layer, thereby preventing an increase in resistance in the battery, thereby preventing deterioration in performance of the battery.

또한, 본 발명에 따른 케이블형 이차전지는 케이블형 이차전지의 내부 직경을 최소화 하여, 케이블 전지를 직조된 형태나, 여러 개의 전지를 수평으로 연결시켜 시트 타입의 구조체를 형성하여 스마트 패브릭 혹은 웨어러블 어플리케이션 등의 전력 공급원의 역할을 수행할 수 있다.In addition, the cable type secondary battery according to the present invention minimizes the internal diameter of the cable type secondary battery and forms a sheet type structure by connecting a plurality of cells horizontally in a woven shape of a cable battery, thereby forming a smart fabric or a wearable application And the like.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따르는 케이블형 이차전지의 단면을 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따르는 케이블형 이차전지를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르는 케이블형 이차전지를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따르는 시트형 외부전극의 단면을 나타낸 도면이다.
도 5은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르는 시트형 외부전극의 단면을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르는 시트형 외부전극의 단면을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따르는 케이블형 이차전지의 단면을 나타낸 단면도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate exemplary embodiments of the invention and, together with the description of the invention, It should not be construed as limited.
1 is a cross-sectional view of a cable-type secondary battery according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view schematically showing a cable-type secondary battery according to an embodiment of the present invention.
3 is a perspective view schematically showing a cable type secondary battery according to another embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view of a sheet-like external electrode according to an embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view of a sheet-shaped external electrode according to another embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view of a sheet-like external electrode according to another embodiment of the present invention.
7 is a cross-sectional view of a cable-type secondary battery according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 기재된 구성은 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail. The terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms and the inventor may appropriately define the concept of the term in order to best describe its invention It should be construed as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention. Therefore, the embodiments described in the present specification and the constitutions described in the drawings are merely the most preferred embodiments, and not all of the technical ideas of the present invention are described. Therefore, various equivalents which can be substituted at the time of the present application It should be understood that variations can be made.

본 발명은 1개 이상의 내부전극, 상기 내부전극의 외면을 둘러싸며 형성되고, 전극의 단락을 방지하는 분리층, 및 상기 분리층을 둘러싸며 나선형으로 권선되어 형성된 시트형의 외부전극을 포함하는 제1 전극 조립체를 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블형 이차전지를 제공한다.The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device comprising at least one internal electrode, a first layer surrounding the external surface of the internal electrode and including a separating layer for preventing short-circuiting of the electrode, and a sheet-like external electrode wound around the separating layer, Electrode assembly according to the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블형 이차전지를 개략적으로 나타낸 도면으로서, 도 1은 전극 조립체의 단면을 나타낸 단면도로 1개 이상의 내부전극(10), 상기 내부전극의 외면을 둘러싸며 형성되고, 전극의 단락을 방지하는 분리층(20), 및 상기 분리층을 둘러싸며 나선형으로 권선되어 형성된 시트형의 외부전극(30)을 포함한다.FIG. 1 is a cross-sectional view of an electrode assembly according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a cross-sectional view of a cable-type secondary battery according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 shows one or more internal electrodes 10, A separating layer 20 formed to prevent short-circuiting of the electrode, and a sheet-like external electrode 30 formed by spirally winding around the separating layer.

이때 내부전극은 도 1과 같이 내부전극이 복수개일 경우 서로 조밀하게 패킹되어 있는 형태를 가짐으로써, 본 발명에 따른 케이블형 전지의 직경을 작게 만들 수 있다. 이와 같은 케이블형 전지는 종래의 케이블형 전지보다 얇게 만들 수 있어, 케이블형 전지를 직조된 형태나, 여러 개의 전지를 수평으로 연결시켜 시트 타입의 구조체를 형성하여 스마트 패브릭 혹은 웨어러블 어플리케이션에 도입할 수 있다. In this case, when the inner electrode has a plurality of inner electrodes as shown in FIG. 1, the inner electrodes are densely packed with each other, so that the diameter of the cable-type battery according to the present invention can be made small. Such a cable-type battery can be made thinner than a conventional cable-type battery, so that a cable-type battery can be woven or a plurality of cells can be connected horizontally to form a sheet-type structure and can be introduced into a smart fabric or a wearable application. have.

즉, 본 발명은 상기 케이블형 이차전지의 구성을 통하여 종래의 케이블형 전지보다 더 얇은 전지를 생산해 낼 수 있다.
That is, the present invention can produce a battery thinner than the conventional cable type battery through the construction of the cable type secondary battery.

이하 보다 각 구성에 대하여 보다 구체적으로 기재한다.Hereinafter, each configuration will be more specifically described.

상기 내부전극은 1개 이상의 내부전극으로서, 1개 단독 혹은 1개 이상의 내부전극이 서로 접촉하여 패킹되어 있는 형태로, 일 실시예에 따르면 도 2와 같이 복수개의 와이어형 내부전극(10)이 서로 평행하게 접촉하여 배치되거나, 도 3과 같이 복수개의 와이어형 내부전극(10)이 서로 꼬여진 형태로 배치될 수 있다.The inner electrode is one or more inner electrodes, and one or more inner electrodes are packed in contact with each other. According to an embodiment, as shown in FIG. 2, a plurality of wire- Or a plurality of wire-shaped internal electrodes 10 may be arranged in a twisted manner as shown in FIG.

상기 서로 꼬여진 형태는, 특정의 꼬인 형태로 한정하는 것은 아니지만, 여러 가닥의 전극을 서로 평행이 되도록 나란히 놓은 다음에 함께 비틀어서 꼴 수도 있고, 또는 여러 가닥의 전극을 서로 하나씩 엇갈려 놓으면서, 마치 긴 머리를 땋듯이 꼰 것을 사용할 수도 있다.The twisted shape is not limited to a specific twisted shape. However, it is also possible to arrange the multiple strands of electrodes parallel to each other and then to twist together, or to stagger the multiple strands of electrode one by one, You can also use braided braids.

상기와 같이 내부전극이 서로 조밀하게 패킹되어 있는 형태를 가짐으로써, 본 발명에 따른 케이블형 전지의 내부 직경을 작게 만들 수 있다.As described above, since the internal electrodes are densely packed with each other, the inner diameter of the cable-type battery according to the present invention can be made small.

상기 내부전극은 내부집전체 및 내부전극 활물질층을 포함하는데, 상기 내부집전체는 나선형으로 권선된 하나 이상의 와이어형의 내부집전체 또는 서로 교차하도록 나선형으로 권선된 2개 이상의 와이어형 내부 집전체를 포함할 수 있다. 또한, 상기 내부전극 활물질층이 상기 내부집전체의 전 표면에 형성되거나, 또는 상기 내부전극 활물질층이 권선된 내부집전체의 외부면을 둘러싸며 형성될 수 있다. 보다 구체적으로 내부전극 활물질층이 와이어형 내부집전체 전표면에 형성된 구조와 관련하여, 와이어형 내부집전체의 표면에 내부전극 활물질층이 형성된 와이어형 내부집전체를 가지는 하나의 와이어형 내부전극을 가질 수 있고, 내부전극 활물질층이 표면에 형성된 둘 이상의 와이어형 내부집전체를 가지는 둘 이상의 내부전극이 교차하며 권선될 수 있으며, 이와 같이 둘 이상의 와이어형 내부전극이 함께 권선될 경우, 전지의 레이트 특성 향상에 유리하다.The inner electrode includes an inner current collector and an inner electrode active material layer, wherein the inner current collector includes at least one wire-shaped inner current collector spirally wound, or at least two wire-like inner current collectors spirally wound to cross each other . The inner electrode active material layer may be formed on the entire surface of the inner current collector or may surround the outer surface of the inner current collector on which the inner electrode active material layer is wound. More specifically, with respect to the structure in which the inner electrode active material layer is formed on the entire surface of the wire-shaped inner current collector, one wire-shaped inner electrode having a wire-shaped inner current collector having the inner electrode active material layer formed on the surface of the wire- And two or more internal electrodes having at least two wire-shaped internal current collectors whose internal electrode active material layers are formed on the surface may be wound so as to cross each other. Thus, when two or more wire-like internal electrodes are wound together, It is advantageous to improve the characteristics.

그리고, 상기 내부전극의 내부전극 활물질층이 권선된 내부집전체의 외부면을 둘러싸며 형성된 구조와 관련하여, 내부집전체를 권선한 후, 상기 권선된 내부집전체의 외부면을 내부전극 활물질층이 둘러싸도록 형성될 수 있다.With respect to the structure in which the inner electrode active material layer of the inner electrode surrounds the outer surface of the wound inner current collector, after the inner current collector is wound, the outer surface of the wound inner current collector is connected to the inner electrode active material layer As shown in Fig.

또한, 상기 내부전극은, 상기 내부전극 활물질층의 표면에 형성된 고분자 지지층을 더 포함할 수 있다.The internal electrode may further include a polymer supporting layer formed on a surface of the internal electrode active material layer.

본 발명의 일 실시예에 따라 상기 내부전극의 내부전극 활물질층의 표면에 상기 고분자 지지층을 더 포함하게 되면, 케이블형 이차전지가 외력 등으로 굽힘이 일어나더라도 내부전극 활물질층의 표면에 크랙이 발생하는 현상이 탁월하게 방지된다. 이로써 내부전극 활물질층의 탈리 현상이 더욱 방지되어, 전지의 성능이 더 개선될 수 있다. 나아가, 상기 고분자 지지층은 다공성의 구조를 가질 수 있고, 이때, 내부전극 활물질층으로의 전해액 유입을 원활하도록 하여, 전극 저항의 증가를 방지할 수 있다.If the polymeric support layer is further included on the surface of the internal electrode active material layer of the internal electrode according to an embodiment of the present invention, a crack may be generated on the surface of the internal electrode active material layer even if bending of the cable- Is prevented. As a result, the desorption phenomenon of the internal electrode active material layer is further prevented, and the performance of the battery can be further improved. Further, the polymer supporting layer may have a porous structure, and at this time, it is possible to smoothly flow the electrolyte into the internal electrode active material layer, thereby preventing an increase in electrode resistance.

여기서, 상기 고분자 지지층은, 극성 선형 고분자, 옥사이드계 선형 고분자 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.Here, the polymer support layer may include a polar linear polymer, an oxide based linear polymer, or a mixture thereof.

이때, 상기 극성 선형 고분자는, 폴리아크릴로니트릴 (polyacrylonitrile), 폴리비닐 클로라이드 (polyvinyl chloride), 폴리비닐리덴 풀루오라이드 (polyvinylidene fluoride, PVDF), 폴리비닐리덴 풀루오라이드-헥사풀루오로프로필렌 (polyvinylidene fluoride-co-hexafluoro propylene), 폴리비닐리덴 풀루오라이드-트리클로로에틸렌(polyvinylidene fluoride-co-trichloroethylene), 폴리에틸렌이민 (polyethylene imine), 폴리메틸 메타크릴레이트 (polymethyl methacrylate), 폴리부틸 아크릴레이트 (polybutyl acrylate), 폴리비닐피롤리돈 (polyvinylpyrrolidone), 폴리비닐아세테이트 (polyvinylacetate), 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 (polyethylene-co-vinyl acetate), 폴리아릴레이트 (polyarylate) 및 폴리p-페닐렌 테레프탈아미드 (Poly-p-phenylene terephthalamide)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물일 수 있다.The polar linear polymer may be at least one selected from the group consisting of polyacrylonitrile, polyvinyl chloride, polyvinylidene fluoride (PVDF), polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene polyvinylidene fluoride-co-hexafluoro propylene, polyvinylidene fluoride-co-trichlorethylene, polyethylene imine, polymethyl methacrylate, polybutyl acrylate polybutyl acrylate, polyvinylpyrrolidone, polyvinylacetate, polyethylene-co-vinyl acetate, polyarylate and poly (p-phenylene terephthalamide). -p-phenylene terephthalamide), or a mixture of two or more thereof .

그리고, 상기 옥사이드계 선형 고분자는, 폴리에틸렌 옥사이드 (polyethylene oxide), 폴리프로필렌 옥사이드 (polypropylene oxide), 폴리옥시메틸렌 (polyoxymethylene) 및 폴리디메틸실록산 (polydimethylsiloxane)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물일 수 있다.The oxide-based linear polymer may be any one selected from the group consisting of polyethylene oxide, polypropylene oxide, polyoxymethylene and polydimethylsiloxane, or two of them Or more.

그리고, 상기 고분자 지지층은, 0.01 ㎛ 내지 10 ㎛의 기공 크기 및 5 내지 95 %의 기공도를 갖는 다공성 고분자층일 수 있다.The polymer support layer may be a porous polymer layer having a pore size of 0.01 μm to 10 μm and a porosity of 5 to 95%.

그리고, 상기 다공성 고분자층의 다공성 구조는, 그 제조과정에서 비용매(non-solvent)에 의한 상분리 또는 상전환을 통해 형성될 수 있다.The porous structure of the porous polymer layer can be formed through phase separation or phase change by a non-solvent in its manufacturing process.

일 예로, 고분자인 폴리비닐리덴 풀루오라이드-헥사풀루오로프로필렌을, 용매로서 작용하는 아세톤에 첨가하여, 10 중량%의 고형분 함량이 되는 용액을 준비한다. 그 후, 비용매로서 물 또는 에탄올을 상기 준비된 용액에 2 내지 10 중량%만큼 첨가하여 고분자 용액을 제조할 수 있다.As an example, polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene, which is a polymer, is added to acetone acting as a solvent to prepare a solution having a solid content of 10% by weight. Thereafter, water or ethanol as a non-solvent may be added to the prepared solution in an amount of 2 to 10% by weight to prepare a polymer solution.

이러한 고분자 용액이 코팅된 후 증발되는 과정에서, 상전환이 되면서 비용매와 고분자의 상분리된 부분 중, 비용매가 차지하는 영역이 기공이 된다. 따라서, 비용매와 고분자의 용해도 정도와 비용매의 함량에 따라 기공의 크기를 조절할 수 있다.
In the process of evaporation after coating the polymer solution, the area occupied by the non-solvent among the non-solvent and the phase-separated part of the polymer becomes the pore. Therefore, the size of the pores can be controlled according to the non-solvent, the degree of solubility of the polymer, and the content of the non-solvent.

또한, 본 발명에 따른 외부전극은 시트형으로 도 2와 도 3과 같이 분리층을 둘러싸며 나선형으로 권선되어 있다.In addition, the external electrode according to the present invention is sheet-like and spirally wound around the separating layer as shown in FIG. 2 and FIG.

본 발명에 따른 종래의 와이어형 외부전극의 경우 활물질층이 딥코팅에 의해 형성되었기 때문에, 외부 구부림/비틀림 조건에서 보호 피복에 의해 그 형태가 보호받음에도 불구하고, 외부전극 활물질층의 표면에서 크랙이 발생할 가능성이 있어, 전극 유연성 측면에서 불리하게 작용하는 바, 본 발명에서는 분리층의 외면을 둘러싸며 나선형으로 권선되어 형성된 시트형의 외부전극을 도입한다.In the case of the conventional wire type external electrode according to the present invention, since the active material layer is formed by dip coating, the shape of the active electrode layer is protected by the protective coating under the external bending / twisting condition, Which is disadvantageous from the viewpoint of electrode flexibility. In the present invention, a sheet-like external electrode formed by spirally winding the outer surface of the separation layer is introduced.

여기서, 상기 나선형이란 영문상으로 스파이럴(spiral) 또는 헬릭스(helix)로 표현되며, 일정 범위를 비틀려 돌아간 모양으로, 일반적인 스프링의 형상과 유사한 형상을 통칭한다.Here, the spiral is expressed as a spiral or a helix in English and refers to a shape similar to a shape of a general spring in a certain range.

상기 외부전극은, 일측 방향으로 연장된 스트립(strip, 띠) 구조일 수 있다.The external electrode may have a stripe structure extending in one direction.

그리고, 상기 외부전극은, 서로 겹치지 않도록 나선형으로 권선되어 형성될 수 있다. 이때, 상기 외부전극은, 전지의 성능이 저하되지 않도록 상기 외부전극 폭의 2 배 이내의 간격을 두고 서로 이격되어 겹치지 않도록 나선형으로 권선되어 형성될 수 있다.The external electrodes may be formed in a spiral shape so as not to overlap with each other. At this time, the external electrodes may be spirally wound so as not to overlap with each other with an interval of not more than twice the external electrode width so as not to deteriorate the performance of the battery.

또한, 상기 외부전극은, 서로 겹치도록 나선형으로 권선되어 형성될 수 있다. 이때, 상기 외부전극은, 전지의 내부저항의 과도한 상승을 억제하기 위해, 상기 서로 겹치는 부분의 폭이 상기 외부전극 폭의 0.9 배 이내가 되도록 나선형으로 권선되어 형성될 수 있다.Also, the external electrodes may be formed by winding in a spiral shape so as to overlap with each other. At this time, the external electrodes may be spirally wound so that the width of the overlapping portions is 0.9 times or less of the width of the external electrode, in order to suppress an excessive increase in the internal resistance of the battery.

이때, 상기 외부전극은, 외부집전체(31) 및 상기 외부집전체의 일면에 형성된 외부전극 활물질층(32)을 포함할 수 있고, 이때, 상기 외부집전체는, 메쉬형 집전체일 수 있다.At this time, the external electrode may include an external current collector 31 and an external electrode active material layer 32 formed on one surface of the external current collector, wherein the external current collector may be a mesh- .

도 4 내지 도 6은 외부전극의 단면을 개략적으로 나타낸 단면도이다.4 to 6 are cross-sectional views schematically showing a cross section of the external electrode.

도 4와 같이 상기 외부전극은 상기 외부전극 활물질층상(32)에 형성된 다공성의 제1 지지층(33)을 더 포함할 수 있으며, 상기 다공성의 제1 지지층(33)은, 전극에 구부림 또는 비틀림의 외력이 작용하더라도, 전극 활물질층(32)에 작용하는 외력을 완화시켜주는 완충작용을 함으로써, 전극 활물질층(32)의 탈리현상을 방지하여, 전극의 유연성을 향상시켜 준다. 4, the external electrode may further include a porous first support layer 33 formed on the external electrode active material layer 32, and the porous first support layer 33 may be formed by bending or twisting Even if an external force acts, the electrode active material layer 32 is buffered to mitigate the external force acting on the electrode active material layer 32, thereby preventing the electrode active material layer 32 from desorbing and improving the flexibility of the electrode.

그리고, 도 5과 같이 추가적으로 더 형성될 수 있는 상기 제2 지지층(34)은, 집전체(31)의 단선을 억제하여, 집전체(31)의 유연성을 더욱 향상시킬 수 있다.The second supporting layer 34, which can additionally be formed as shown in Fig. 5, can suppress disconnection of the current collector 31 and further improve the flexibility of the current collector 31. Fig.

그리고, 도 6과 같이 추가적으로 상기 제1 지지층(33)상에, 도전재와 바인더를 구비하는 도전재 코팅층(35)을 더 포함하여, 전극 활물질층의 전도성을 향상시켜 전극의 저항을 감소시킴으로서 전지의 성능 저하를 방지할 수도 있고, 상기 제1 지지층(33)상에, 무기물 입자 및 바인더 고분자의 혼합물로 형성된 다공성 코팅층을 더 포함할 수도 있다.6, a conductive material coating layer 35 including a conductive material and a binder is additionally provided on the first support layer 33 to improve the conductivity of the electrode active material layer, The first support layer 33 may further include a porous coating layer formed of a mixture of inorganic particles and a binder polymer.

이때, 무기물 입자 및 바인더 고분자의 혼합물로 형성된 상기 다공성 코팅층에서는, 바인더 고분자가 무기물 입자들이 서로 결착된 상태를 유지할 수 있도록 이들을 서로 부착(즉, 바인더 고분자가 무기물 입자 사이를 연결 및 고정)시키고 있으며, 또한 상기 다공성 코팅층은 고분자 바인더에 의해 상기 제1 지지층과 결착된 상태를 유지한다. 이러한 다공성 코팅층의 무기물 입자들은 실질적으로 서로 접촉한 상태로 최밀 충전된 구조로 존재하며, 무기물 입자들이 접촉된 상태에서 생기는 틈새 공간(interstitial volume)이 상기 다공성 코팅층의 기공이 된다.At this time, in the porous coating layer formed of a mixture of the inorganic particles and the binder polymer, the binder polymer adheres to each other (that is, the binder polymer connects and fixes the inorganic particles between the inorganic particles) Further, the porous coating layer is maintained in a state of being bound to the first support layer by a polymeric binder. The inorganic particles of the porous coating layer exist in a closely packed state in a state of being substantially in contact with each other, and the interstitial volume generated when the inorganic particles are in contact becomes the pores of the porous coating layer.

제1 실시예에 따른 시트형 외부전극의 제조방법에 따르면, 우선, 집전체의 일면에, 전극 활물질 슬러리를 도포한다(S1). According to the method of manufacturing the sheet-like external electrode according to the first embodiment, firstly, the electrode active material slurry is coated on one surface of the current collector (S1).

여기서, 상기 집전체는, 전극 활물질의 전기화학 반응에 의해 생성된 전자를 모으거나 전기화학 반응에 필요한 전자를 공급하는 역할을 하는 것으로, 스테인리스스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성탄소 또는 구리; 카본, 니켈, 티탄 또는 은으로 표면처리된 스테인리스스틸; 알루미늄-카드뮴합금; 도전재로 표면처리된 비전도성 고분자; 전도성 고분자; Ni, Al, Au, Ag, Pd/Ag, Cr, Ta, Cu, Ba 또는 ITO인 금속분말을 포함하는 금속 페이스트; 또는 흑연, 카본블랙 또는 탄소나노튜브인 탄소분말을 포함하는 탄소 페이스트;로 제조된 것일 수 있다. The collector collects electrons generated by the electrochemical reaction of the electrode active material and supplies electrons necessary for the electrochemical reaction. The collector collects electrons generated by the electrochemical reaction of the electrode active material, such as stainless steel, aluminum, nickel, titanium, sintered carbon or copper; Stainless steel surface-treated with carbon, nickel, titanium or silver; Aluminum-cadmium alloy; A nonconductive polymer surface-treated with a conductive material; Conductive polymer; A metal paste comprising a metal powder of Ni, Al, Au, Ag, Pd / Ag, Cr, Ta, Cu, Ba or ITO; Or a carbon paste containing carbon powder which is graphite, carbon black or carbon nanotube.

전술한 바와 같이 이차전지에 구부림 또는 비틀림 등의 외력이 작용하게 되면, 전극 활물질층이 집전체에서 탈리하는 현상이 발생할 수 있다. 따라서, 전극 유연성을 위해 전극 활물질층에 다량의 바인더 성분이 들어가게 된다. 하지만, 이러한 다량의 바인더는 전해액에 의해 스웰링(swelling) 현상이 발생하여, 집전체에서 쉽게 떨어져 나갈 수 있어, 이로 인해 전지 성능 저하가 발생할 수 있다.As described above, when an external force such as bending or twisting acts on the secondary battery, the electrode active material layer may be separated from the current collector. Therefore, a large amount of binder component is contained in the electrode active material layer for electrode flexibility. However, such a large amount of binder may swell due to the electrolytic solution and may easily fall off from the current collector, thereby deteriorating battery performance.

따라서, 전극 활물질층과 집전체간의 접착력 향상을 위해, 상기 집전체는, 도전재와 바인더로 구성된 프라이머 코팅층을 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 도전재와 바인더는 후술하는 도전재 코팅층의 형성에 사용되는 것과 동일한 종류의 것이 사용될 수 있다.Therefore, in order to improve the adhesion between the electrode active material layer and the current collector, the current collector may further include a primer coating layer composed of a conductive material and a binder. At this time, the conductive material and the binder may be the same materials as those used for forming the conductive material coating layer described later.

그리고, 상기 집전체는 메쉬형의 집전체일 수 있으며, 집전체의 표면적을 더욱 증가시키기 위해, 적어도 일면에, 복수의 함입부가 형성될 수 있다. 이때, 상기 복수의 함입부는, 연속적인 패턴을 갖거나, 또는 단속적인 패턴을 가질 수 있다. 즉, 서로 이격되어 길이방향으로 형성된 연속적인 패턴의 함입부를 가지거나, 또는 복수개의 구멍들이 형성된 단속적인 패턴을 가질 수 있다. 상기 복수개의 구멍들은 원형일 수도 있고, 다각형일 수도 있다.The current collector may be a mesh-type current collector. In order to further increase the surface area of the current collector, a plurality of indentations may be formed on at least one surface. At this time, the plurality of depressions may have a continuous pattern, or may have an intermittent pattern. That is, they may have a continuous pattern of recesses spaced apart from each other in the longitudinal direction, or may have an intermittent pattern in which a plurality of holes are formed. The plurality of holes may be circular or polygonal.

이어서, 상기 도포된 전극 활물질 슬러리상에 다공성의 제1 지지층을 형성한다(S2). 여기서, 상기 제1 지지층은, 메쉬형 다공성 막 또는 부직포일 수 있다. 이와 같이 다공성의 구조를 가짐으로써, 전극 활물질층으로의 전해액 유입을 원활하게 하며, 제1 지지층 그 자체로도 전해액의 함침성이 뛰어나 이온 전도성이 확보되어 전지 내부의 저항증가를 방지하여 전지의 성능저하를 방지한다.Subsequently, a porous first support layer is formed on the applied electrode active material slurry (S2). Here, the first support layer may be a mesh-type porous membrane or a nonwoven fabric. By having such a porous structure, it is possible to smoothly flow the electrolyte into the electrode active material layer, and the impregnation property of the electrolytic solution is excellent even in the first support layer itself, so that the ion conductivity is secured, Thereby preventing degradation.

그리고, 상기 제1 지지층은, 고밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 선형저밀도 폴리에틸렌, 초고분자량 폴리에틸렌, 폴리프로필렌폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate), 폴리부틸렌테레프탈레이트 (polybutyleneterephthalate), 폴리에스테르(polyester), 폴리아세탈(polyacetal), 폴리아미드(polyamide), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리이미드(polyimide), 폴리에테르에테르케톤(polyetheretherketone), 폴리에테르설폰(polyethersulfone), 폴리페닐렌옥사이드(polyphenyleneoxide), 폴리페닐렌설파이드(polyphenylenesulfide) 및 폴리에틸렌나프탈레이트(polyethylenenaphthalate)으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물로 형성될 수 있다.The first support layer may be formed of at least one selected from the group consisting of high density polyethylene, low density polyethylene, linear low density polyethylene, ultra high molecular weight polyethylene, polypropylene polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyester, polyacetal ), Polyamide, polycarbonate, polyimide, polyetheretherketone, polyethersulfone, polyphenylene oxide, polyphenylenesulfide, and the like. And polyethylene naphthalate, or a mixture of two or more thereof.

한편, 상기 제1 지지층상에, 도전재와 바인더를 구비하는 도전재 코팅층을 더 포함할 수 있다. 상기 도전재 코팅층은, 전극 활물질층의 전도성을 향상시켜 전극의 저항을 감소시킴으로써 전지의 성능 저하를 방지한다.On the other hand, a conductive material coating layer having a conductive material and a binder may be further formed on the first support layer. The conductive coating layer improves the conductivity of the electrode active material layer to reduce the resistance of the electrode, thereby preventing deterioration of the performance of the battery.

음극의 경우 음극 활물질층의 전도성은 비교적 우수하기 때문에 상기 도전재 코팅층을 포함하지 않더라도, 일반적인 음극이 사용된 경우와 유사한 성능을 나타내지만, 양극의 경우에는 양극 활물질층의 전도성이 낮아 전극 저항 증가에 따른 성능 저하 현상이 심화될 수 있기 때문에, 전지 내부의 저항 감소를 위해 양극에 적용될 때 특히 유리하다.In the case of the negative electrode, the conductivity of the negative electrode active material layer is comparatively excellent. Therefore, even if the conductive material coating layer is not included, the performance is similar to that of a general negative electrode. However, in the case of the positive electrode, It is particularly advantageous when applied to the anode for reducing the internal resistance of the battery.

이때, 상기 도전재 코팅층은, 상기 도전재와 상기 바인더가 80:20 내지 99:1의 중량비로 혼합된 것일 수 있다. 상기 바인더의 함량이 증가하게 되면, 전극의 저항이 과도하게 증가될 수 있지만, 전술한 수치범위의 함량을 만족하게 되면, 전극의 저항이 과도하게 증가하는 것을 방지하게 된다. 나아가 전술한 바와 같이 제1 지지층이 전극 활물질층의 탈리현상을 방지해 주는 완충작용을 하기 때문에, 비교적 소량의 바인더가 포함되더라도, 전극의 유연성 확보에는 크게 지장을 받지 않게 된다.At this time, the conductive material coating layer may be a mixture of the conductive material and the binder at a weight ratio of 80:20 to 99: 1. When the content of the binder is increased, the resistance of the electrode may be excessively increased. However, if the content of the above-described range is satisfied, the resistance of the electrode is prevented from being excessively increased. Further, as described above, since the first support layer functions as a buffering effect for preventing the detachment of the electrode active material layer, even if a relatively small amount of binder is included, the flexibility of the electrode is not significantly affected.

이때, 상기 도전재는, 카본 블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 탄소 섬유, 탄소 나노튜브 및 그래핀으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물을 포함하는 것일 수 있으나, 이에만 한정하는 것은 아니다.At this time, the conductive material may include any one selected from the group consisting of carbon black, acetylene black, ketjen black, carbon fiber, carbon nanotube, and graphene, or a mixture of two or more thereof. It is not.

그리고, 상기 바인더는, 폴리비닐리덴 풀루오라이드 (polyvinylidene fluoride, PVDF), 폴리비닐리덴 풀루오라이드-헥사풀루오로프로필렌 (polyvinylidene fluoride-co-hexafluoro propylene), 폴리비닐리덴 풀루오라이드-트리클로로에틸렌(polyvinylidene fluoride-co-trichloroethylene), 폴리부틸 아크릴레이트 (polybutyl acrylate), 폴리메틸 메타크릴레이트 (polymethyl methacrylate), 폴리아크릴로니트릴 (polyacrylonitrile), 폴리비닐피롤리돈 (polyvinylpyrrolidone), 폴리비닐아세테이트 (polyvinylacetate), 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 (polyethylene-co-vinyl acetate), 폴리에틸렌 옥사이드 (polyethylene oxide), 폴리아릴레이트 (polyarylate), 셀룰로오스 아세테이트 (cellulose acetate), 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트 (cellulose acetate butyrate), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 (cellulose acetate propionate), 시아노에틸풀루란 (cyanoethylpullulan), 시아노에틸폴리비닐알콜 (cyanoethylpolyvinylalcohol), 시아노에틸셀룰로오스 (cyanoethylcellulose), 시아노에틸수크로오스 (cyanoethylsucrose), 풀루란 (pullulan), 카르복실 메틸 셀룰로오스 (carboxyl methyl cellulose), 스티렌부타디엔 고무 (styrene-butadiene rubber), 아크릴로니트릴스티렌부타디엔 공중합체 (acrylonitrile-styrene-butadiene copolymer) 및 폴리이미드 (polyimide)로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물일 수 있지만 이에만 한정하는 것은 아니다.The binder may be selected from the group consisting of polyvinylidene fluoride (PVDF), polyvinylidene fluoride-co-hexafluoro propylene, polyvinylidene fluoride-trichloro But are not limited to, polyvinylidene fluoride-co-trichlorethylene, polybutyl acrylate, polymethyl methacrylate, polyacrylonitrile, polyvinylpyrrolidone, polyvinyl acetate polyvinylacetate, polyethylene-co-vinyl acetate, polyethylene oxide, polyarylate, cellulose acetate, cellulose acetate butyrate, cellulose acetate Propionate, cellulose acetate propionate, But are not limited to, cyanoethylpullulan, cyanoethylpolyvinylalcohol, cyanoethylcellulose, cyanoethylsucrose, pullulan, carboxyl methyl cellulose, styrene butadiene rubber acrylonitrile-butadiene copolymer, styrene-butadiene rubber, acrylonitrile-styrene-butadiene copolymer, and polyimide, or a mixture of two or more thereof. no.

이어서, 상기 (S2) 단계의 결과물을 압착하여, 상기 집전체와 상기 제1 지지층 사이에 접착하여 일체화된 전극 활물질층을 형성한다(S3). 한편, 상기 전극 활물질 슬러리를 상기 집전체의 일면에 코팅한 후, 건조시켜 전극 활물질층을 형성시킨 다음, 그 위에 제1 지지층을 라미네이션 등을 통해 형성시키게 되면, 상기 전극 활물질층과 상기 제1 지지층이 서로 접착하도록 해주는 전극 활물질 슬러리 바인더 성분이 경화됨으로써 상기 두 층간에 강한 접착력이 유지되지 않을 수도 있다.Subsequently, the resultant of step (S2) is pressed to bond the current collector and the first supporting layer to form an integrated electrode active material layer (S3). On the other hand, if the electrode active material layer is formed by coating the electrode active material slurry on one surface of the current collector and then dried, and then a first support layer is formed thereon through lamination or the like, the electrode active material layer and the first support layer The electrode active material slurry binder component that makes them adhere to each other is hardened, so that strong adhesion between the two layers may not be maintained.

또한, 상기 제조방법에서와 같이 미리 제조된 다공성의 제1 지지층을 사용하지 않고, 전극 활물질층에 고분자 용액을 코팅함으로써 다공성의 지지층을 형성할 수도 있다. 하지만, 고분자 용액을 코팅하여 형성시킨 다공성 지지체는 본 발명의 바람직한 제조방법에 의해 제조된 다공성 제1 지지층에 비해 기계적 물성이 열악하여, 외부 힘에 의한 전극활물질층의 탈리 현상을 효과적으로 억제할 수 없다.In addition, a porous support layer may be formed by coating a polymer solution on the electrode active material layer without using a previously prepared porous first support layer. However, the porous support formed by coating the polymer solution has poor mechanical properties as compared with the porous first support layer produced by the preferred production method of the present invention, and can not effectively suppress the desorption of the electrode active material layer due to the external force .

하지만, 본 발명의 바람직한 제조방법에 따르면, 상기 바인더 성분이 경화되기 전에, 도포된 전극 활물질 슬러리의 상부면에 제1 지지층(형성하여, 코팅 블레이드를 통해 함께 코팅함으로써, 상기 집전체와 상기 제1 지지층 사이에 접착하여 일체화된 전극 활물질층을 형성시킬 수 있다.However, according to a preferred manufacturing method of the present invention, before the binder component is cured, a first support layer (formed and coated together with a coating blade) is applied to the upper surface of the coated electrode active material slurry, The electrode active material layer can be formed by bonding between the support layers.

한편, 상기 (S1) 단계 이전 또는 상기 (S3) 단계 이후, 상기 집전체의 타면에, 제2 지지층을 압착하여 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제2 지지층은, 상기 집전체의 단선을 억제하여, 상기 집전체의 유연성을 더욱 향상시킬 수 있다.The method may further include forming a second support layer on the other surface of the current collector before or after the step (S1). Here, the second support layer suppresses disconnection of the current collector, and the flexibility of the current collector can be further improved.

이때, 상기 제2 지지층은, 고분자 필름일 수 있고, 이때, 상기 고분자 필름은, 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리이미드 및 폴리아미드로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물로 형성되는 것일 수 있다.In this case, the second support layer may be a polymer film, and the polymer film may be formed of any one selected from the group consisting of polyolefins, polyesters, polyimides, and polyamides, or a mixture of two or more thereof .

한편, 상기 시트형 외부전극이 음극인 경우, 상기 전극 활물질층은, 천연흑연, 인조흑연 또는 탄소질재료; 리튬 함유 티타늄 복합 산화물(LTO), Si, Sn, Li, Zn, Mg, Cd, Ce, Ni 또는 Fe인 금속류(Me); 상기 금속류(Me)로 구성된 합금류; 상기 금속류(Me)의 산화물(MeOx); 및 상기 금속류(Me)와 탄소와의 복합체로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 활물질 입자 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물을 포함하고, 상기 시트형 외부전극이 양극인 경우, 상기 전극 활물질층은, LiCoO2, LiNiO2, LiMn2O4, LiCoPO4, LiFePO4, LiNiMnCoO2 및 LiNi 1-x-y-zCoxM1yM2zO2(M1 및 M2는 서로 독립적으로 Al, Ni, Co, Fe, Mn, V, Cr, Ti, W, Ta, Mg 및 Mo로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고, x, y 및 z는 서로 독립적으로 산화물 조성 원소들의 원자 분율로서 0 ≤ x < 0.5, 0 ≤ y < 0.5, 0 ≤ z < 0.5, x+y+z ≤ 1임)로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 활물질 입자 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물을 포함할 수 있다.
On the other hand, when the sheet-like external electrode is a cathode, the electrode active material layer may be formed of natural graphite, artificial graphite or carbonaceous material; Lithium-containing titanium composite oxide (LTO), metals (Me) with Si, Sn, Li, Zn, Mg, Cd, Ce, Ni or Fe; An alloy composed of the metal (Me); An oxide of the metal (Me) (MeOx); And a composite of the metal (Me) and carbon, or a mixture of two or more thereof. When the sheet-like external electrode is a cathode, the electrode active material layer may include LiCoO 2 , Ni, Co, Fe, Mn, V, Cr (Li), LiNiO 2 , LiMn 2 O 4 , LiCoPO 4 , LiFePO 4 , LiNiMnCoO 2 and LiNi 1-xyz Co x M y M2 z O 2 X, y, and z are independently selected from the group consisting of Ti, W, Ta, Mg, and Mo, and x, y, and z are atomic fractions of oxide elements, 0? X <0.5, 0? Y <0.5, <0.5, x + y + z? 1), or a mixture of two or more thereof.

또한, 상기 분리층은 전극의 단락을 방지하는 기능을 하는 구성으로, 내부전극들의 외면과 시트형의 외부전극 사이에 구비되어 있다.The separating layer is provided between the outer surface of the inner electrodes and the sheet-shaped outer electrode to prevent the electrodes from short-circuiting.

본 발명의 분리층은 전해질층 또는 세퍼레이터를 사용할 수 있다.The separating layer of the present invention can use an electrolyte layer or a separator.

이러한 이온의 통로가 되는 전해질층으로는 PEO, PVdF, PVdF-HFP, PMMA, PAN 또는 PVAc를 사용한 겔형 고분자 전해질; 또는 PEO, PPO(polypropylene oxide), PEI(polyethylene imine), PES(polyethylene sulphide) 또는 PVAc(polyvinyl acetate)를 사용한 고체 전해질; 등을 사용한다. 고체 전해질의 매트릭스(matrix)는 고분자 또는 세라믹 글라스를 기본골격으로 하는 것이 바람직하다. 일반적인 고분자 전해질의 경우에는 이온전도도가 충족되더라도 반응속도적 측면에서 이온이 매우 느리게 이동할 수 있으므로, 고체인 경우보다 이온의 이동이 용이한 겔형 고분자의 전해질을 사용하는 것이 바람직하다. 겔형 고분자 전해질은 기계적 특성이 우수하지 않으므로 이를 보완하기 위해서 지지체를 포함할 수 있고, 이러한 지지체로는 기공구조 지지체 또는 가교 고분자가 사용될 수 있다. 본 발명의 전해질층은 분리막의 역할이 가능하므로 별도의 분리막을 사용하지 않을 수 있다.As the electrolyte layer serving as a passage for such ions, a gel type polymer electrolyte using PEO, PVdF, PVdF-HFP, PMMA, PAN or PVAc; Or solid electrolytes using PEO, polypropylene oxide (PPO), polyethylene imine (PEI), polyethylene sulphide (PES) or polyvinyl acetate (PVAc); . The matrix of the solid electrolyte is preferably made of a polymer or a ceramic glass as a basic skeleton. In the case of a general polymer electrolyte, it is preferable to use an electrolyte of a gel type polymer in which ions can move more easily than in a solid state because ions can move very slowly in terms of reaction rate even if ion conductivity is satisfied. Since the gel type polymer electrolyte is not excellent in mechanical properties, it may include a support in order to compensate for the mechanical property. As such a support, a pore structure support or a crosslinked polymer may be used. Since the electrolyte layer of the present invention can serve as a separation membrane, a separate separation membrane may not be used.

본 발명의 전해질층은, 리튬염을 더 포함할 수 있다. 리튬염은 이온 전도도 및 반응속도를 향상시킬 수 있는데, 이들의 비제한적인 예로는, LiCl, LiBr, LiI, LiClO4, LiBF4, LiB10Cl10, LiPF6, LiCF3SO3, LiCF3CO2, LiAsF6, LiSbF6, LiAlCl4, CH3SO3Li, CF3SO3Li, (CF3SO2)2NLi, 클로로보란리튬, 저급지방족카르본산리튬 및 테트라페닐붕산리튬 등을 사용할 수 있다.The electrolyte layer of the present invention may further include a lithium salt. Lithium salt may enhance the ion conductivity and the reaction rate, these non-limiting examples, LiCl, LiBr, LiI, LiClO 4, LiBF 4, LiB 10 Cl 10, LiPF 6, LiCF 3 SO 3, LiCF 3 CO 2, LiAsF 6, LiSbF 6, LiAlCl 4, CH 3 SO 3 Li, CF 3 SO 3 Li, (CF 3 SO 2) 2 NLi, chloro available borane lithium, lower aliphatic carboxylic acid lithium, and tetraphenyl lithium borate, etc. have.

상기 세퍼레이터로는 그 종류를 한정하는 것은 아니지만 에틸렌 단독중합체, 프로필렌 단독중합체, 에틸렌-부텐 공중합체, 에틸렌-헥센 공중합체 및 에틸렌-메타크릴레이트 공중합체로 이루어진 군에서 선택된 폴리올레핀계 고분자로 제조한 다공성 고분자 기재; 폴리에스테르, 폴리아세탈, 폴리아미드, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르설폰, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리페닐렌설파이드 및 폴리에틸렌나프탈레이트로 이루어진 군에서 선택된 고분자로 제조한 다공성 고분자 기재; 무기물 입자 및 바인더 고분자의 혼합물로 형성된 다공성 기재; 또는 상기 다공성 고분자 기재의 적어도 일면상에 무기물 입자 및 바인더 고분자의 혼합물로 형성된 다공성 코팅층을 구비한 세퍼레이터 등을 사용할 수 있다.The separator is not limited in its kind, but may be made of a porous material made of a polyolefin-based polymer selected from the group consisting of ethylene homopolymer, propylene homopolymer, ethylene-butene copolymer, ethylene-hexene copolymer and ethylene-methacrylate copolymer Polymeric substrates; A porous polymer substrate made of a polymer selected from the group consisting of polyester, polyacetal, polyamide, polycarbonate, polyimide, polyether ether ketone, polyethersulfone, polyphenylene oxide, polyphenylene sulfide and polyethylene naphthalate; A porous substrate formed of a mixture of inorganic particles and a binder polymer; Or a separator having a porous coating layer formed of a mixture of inorganic particles and a binder polymer on at least one surface of the porous polymer substrate.

이때, 무기물 입자 및 바인더 고분자의 혼합물로 형성된 상기 다공성 코팅층에서는, 바인더 고분자가 무기물 입자들이 서로 결착된 상태를 유지할 수 있도록 이들을 서로 부착(즉, 바인더 고분자가 무기물 입자 사이를 연결 및 고정)시키고 있으며, 또한 상기 다공성 코팅층은 고분자 바인더에 의해 상기 다공성 고분자 기재와 결착된 상태를 유지한다. 이러한 다공성 코팅층의 무기물 입자들은 실질적으로 서로 접촉한 상태로 최밀 충전된 구조로 존재하며, 무기물 입자들이 접촉된 상태에서 생기는 틈새 공간(interstitial volume)이 상기 다공성 코팅층의 기공이 된다.At this time, in the porous coating layer formed of a mixture of the inorganic particles and the binder polymer, the binder polymer adheres to each other (that is, the binder polymer connects and fixes the inorganic particles between the inorganic particles) The porous coating layer is maintained in a state of being bound to the porous polymer base material by a polymeric binder. The inorganic particles of the porous coating layer exist in a closely packed state in a state of being substantially in contact with each other, and the interstitial volume generated when the inorganic particles are in contact becomes the pores of the porous coating layer.

또한, 본 발명의 분리층은 권선된 구조인 것이 바람직하며, 이 때 권선된 구조란 구체적으로 시트형의 분리막을 겹치거나 혹은 겹치지 않고 권선시킬 수 도 있으며, 이에 한정되지 않는다. In addition, the separating layer of the present invention is preferably a winding structure. In this case, the winding structure is not limited to the sheet-like separating film.

본 발명의 일 실시예에 따른 케이블형 이차전지는 소정 형상의 수평 단면을 가지며, 수평 단면에 대한 길이방향으로 길게 늘어진 선형구조를 가질 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블형 이차전지는, 가요성을 가질 수 있어, 변형이 자유로울 수 있다. 여기서, 소정의 형상이라 함은 특별히 형상을 제한하지 않는다는 것으로, 본 발명의 본질을 훼손하지 않는 어떠한 형상도 가능하다는 의미이다.The cable-type secondary battery according to an embodiment of the present invention has a horizontal cross-section of a predetermined shape and may have a linear structure elongated in the longitudinal direction with respect to a horizontal cross-section. The cable-type secondary battery according to an embodiment of the present invention may have flexibility and be free from deformation. Here, the predetermined shape means that the shape is not particularly limited, and any shape that does not impair the essence of the present invention is possible.

본 발명에서 상기 내부전극은, 음극 또는 양극일 수 있으며, 상기 외부전극은, 상기 내부전극과 상응하는 양극 또는 음극일 수 있다.In the present invention, the internal electrode may be a cathode or an anode, and the external electrode may be a cathode or a cathode corresponding to the internal electrode.

본 발명의 전극 활물질층은 집전체를 통해서 이온을 이동시키는 작용을 하고, 이들 이온의 이동은 전해질층으로부터의 이온의 흡장 및 전해질층으로의 이온의 방출을 통한 상호작용에 의한다.The electrode active material layer of the present invention acts to transfer ions through the current collector, and the migration of these ions is caused by interactions of ions from the electrolyte layer and release of ions to the electrolyte layer.

이러한 전극 활물질층은 음극 활물질층과 양극 활물질층으로 구분할 수 있다.Such an electrode active material layer can be divided into a negative electrode active material layer and a positive electrode active material layer.

전극 활물질층은 전극 활물질, 바인더 및 도전재를 포함하며 집전체와 결합하여 전극을 구성한다. 전극이 외부의 힘에 의해서 접히거나 심하게 구부러지는 등의 변형이 일어나는 경우에는, 전극 활물질의 탈리가 발생하게 된다. 이러한 전극 활물질의 탈리로 인하여 전지의 성능 및 전지 용량의 저하가 발생하게 된다. 하지만, 나선형으로 권선된 시트형 외부집전체가 탄성을 가지므로 외부의 힘에 따른 변형시에 힘을 분산하는 역할을 하므로 전극 활물질층에 대한 변형이 적게 일어나고 따라서 활물질의 탈리를 예방할 수 있다.The electrode active material layer includes an electrode active material, a binder, and a conductive material, and forms an electrode by bonding with a current collector. When the electrode is deformed such as folded or severely bent by an external force, the electrode active material is desorbed. The deterioration of the electrode active material results in deterioration of battery performance and battery capacity. However, since the spiral wound external current collector has the elasticity, it plays a role of dispersing the force when deformed according to the external force, so that the deformation of the electrode active material layer is small and thus the active material can be prevented from desorbing.

본 발명의 케이블형 이차전지 일 실시예에 따르면, 보호피복(40)을 구비하며, 도 7를 참고하면, 보호피복은 절연체로서 공기 중의 수분 및 외부충격에 대하여 전극을 보호하기 위해 최외각 전극조립체의 외면에 형성한다. 상기 보호피복으로는 수분 차단층을 포함하는 통상의 고분자 수지를 사용할 수 있다. 이때, 상기 수분 차단층으로 수분 차단 성능이 우수한 알루미늄이나 액정고분자 등이 사용될 수 있고, 상기 고분자 수지로는 PET, PVC, HDPE 또는 에폭시 수지 등이 사용될 수 있다.According to one embodiment of the cable-type secondary battery of the present invention, a protective sheath 40 is provided, and the protective sheath is an insulator. The sheath is an insulator, As shown in Fig. As the protective coating, an ordinary polymer resin including a moisture barrier layer may be used. At this time, aluminum or a liquid crystal polymer excellent in moisture barrier performance may be used as the moisture barrier layer, and PET, PVC, HDPE, or epoxy resin may be used as the polymer resin.

본 발명에 따른 케이블형 이차전지의 일 실시예에 따르면, 도 7과 같이 1개 이상의 와이어형 내부전극(10), 상기 제1 내부전극의 외면을 둘러싸며 형성되고, 전극의 단락을 방지하는 분리층(20), 및 상기 분리층을 둘러싸며 나선형으로 권선되어 형성된 시트형의 외부전극(30)을 포함하는 전극 조립체; 및 상기 전극 조립체의 외면을 둘러싸는 보호피복(40)을 구비할 수 있다.
According to an embodiment of the cable type secondary battery according to the present invention, as shown in FIG. 7, one or more wire-shaped inner electrodes 10 are formed to surround the outer surface of the first inner electrode 10, An electrode assembly comprising a layer (20) and a sheet-like external electrode (30) formed by spirally winding around the separating layer; And a protective sheath 40 surrounding the outer surface of the electrode assembly.

이하에서는 일 실시예에 따른 케이블형 이차전지의 제조방법을 간략하게 살펴본다.Hereinafter, a method of manufacturing a cable-type secondary battery according to an embodiment will be briefly described.

먼저, 내부전극 활물질층이 표면에 형성된 와이어형 내부집전체들을 서로 조밀하게 패킹시켜 패킹된 형태의 내부전극들을 준비한다.First, the wire-shaped internal current collectors formed on the surface of the internal electrode active material layer are densely packed together to prepare packed internal electrodes.

상기 와이어형 내부집전체의 표면에 내부전극 활물질층을 형성하는 방법으로는 일반적인 코팅방법이 적용될 수 있으며, 구체적으로는 전기도금(electroplating) 또는 양극산화처리(anodic oxidation process) 방법이 사용 가능하지만, 활물질을 포함하는 전극슬러리를 콤마코터기(comma coater) 또는 슬롯다이코터기(slot die coater)를 이용하여 코팅하는 방법을 사용하여 제조하는 것이 바람직하다. 또한, 활물질을 포함하는 전극슬러리인 경우에는 딥코팅(dip coating) 또는 압출기를 사용하여 압출코팅하는 방법을 사용하여 제조하는 것도 가능하다.As a method of forming the internal electrode active material layer on the surface of the wire-shaped internal current collector, a general coating method can be applied. Specifically, electroplating or anodic oxidation process can be used. However, It is preferable that the electrode slurry containing the active material is coated using a comma coater or a slot die coater. In the case of an electrode slurry containing an active material, dip coating or extrusion coating using an extruder may be used.

이어서, 전극의 단락을 방지하는 분리층(140) 시트를 상기 내부전극의 외면에 시트의 반씩 겹치도록 권선하여 형성시킨다.Next, a sheet of separating layer 140 for preventing short-circuiting of the electrodes is formed on the outer surface of the inner electrode by winding it so as to overlap each of the sheet by half.

이어서, 시트형 외부전극을 형성한다.Next, a sheet-shaped external electrode is formed.

더욱 구체적으로는, (S1) 시트형의 외부집전체의 일면에, 제2 지지층을 압착하여 형성하는 단계; (S2) 상기 외부집전체의 타면에, 외부전극 활물질 슬러리를 도포하고, 건조하여 외부전극 활물질층을 형성하는 단계; (S3) 상기 외부전극 활물질층상에, 도전재와 바인더를 포함하는 도전재 슬러리를 도포하고, 상기 도전재 슬러리상에 다공성의 제1 지지층을 형성하는 단계; 및 (S4) 상기 (S3) 단계의 결과물을 압착하여, 상기 외부전극 활물질층과 상기 제1 지지층 사이에 접착하여 일체화된 도전층을 형성하는 단계;를 수행함으로써 시트형 외부전극을 제조할 수 있다.More specifically, (S1) a step of pressing and forming a second support layer on one surface of a sheet-shaped external current collector; (S2) applying an external electrode active material slurry to the other surface of the external current collector and drying the external electrode active material slurry to form an external electrode active material layer; (S3) applying a conductive material slurry including a conductive material and a binder on the external electrode active material layer, and forming a porous first supporting layer on the conductive material slurry; And (S4) pressing the resultant of the step (S3) to bond the outer electrode active material layer and the first support layer to form an integrated conductive layer, thereby manufacturing a sheet-like outer electrode.

이어서, 상기 시트형 외부전극을 상기 분리층의 외면에 나선형으로 권선하여 전극조립체를 형성한다.Next, the sheet-like outer electrode is spirally wound on the outer surface of the separating layer to form an electrode assembly.

이어서, 상기 전극조립체의 외면을 감싸도록 보호피복을 형성한다. 상기 보호피복은 절연체로서 공기 중의 수분 및 외부충격에 대하여 전극을 보호하기 위해 최외면에 형성한다. 상기 보호피복으로는 전술한 바와 같이 수분 차단층을 포함하는 통상의 고분자 수지를 사용할 수 있다.A protective coating is then formed to surround the outer surface of the electrode assembly. The protective sheath is formed as an insulator on the outermost surface to protect the electrode against moisture in the air and external impact. As the protective coating, a conventional polymer resin including a water barrier layer may be used as described above.

이어 비수전해액을 주입하고, 완전히 밀봉하여 케이블형 이차전지를 제조한다.Then, a non-aqueous electrolyte is injected and completely sealed to produce a cable-type secondary battery.

10: 내부전극
20: 분리층
30: 외부전극
100: 케이블형 이차전지
31: 외부전극 집전체
32: 외부전극 활물질층
33: 제1 지지층
34: 제2 지지층
35: 도전층
40: 보호피복10: internal electrode
20: Separation layer
30: external electrode
100: Cable type secondary battery
31: outer electrode collector
32: external electrode active material layer
33: first support layer
34: second support layer
35: conductive layer
40: protective clothing

Claims (15)

2개 이상의 내부전극, 상기 내부전극의 외면을 둘러싸며 형성되고, 전극의 단락을 방지하는 분리층, 및 상기 분리층을 둘러싸며 헬릭스형으로 형성된 시트형의 외부전극을 포함하는 전극 조립체를 포함하고,
상기 외부전극은, 외부집전체 및 상기 외부집전체의 일면에 형성된 외부전극 활물질층을 포함하고, 일측 방향으로 연장된 스트립 구조이고,
상기 내부전극은 2개 이상의 와이어형 내부전극이 서로 평행하게 접촉하여 배치되거나, 2개 이상의 와이어형 내부전극이 서로 꼬여진 형태로 배치된 것을 특징으로 하는 케이블형 이차전지.And an electrode assembly including two or more internal electrodes, a separator layer surrounding the external surface of the internal electrode and preventing shorting of the electrodes, and a sheet-shaped external electrode surrounding the separator layer and formed in a helix shape,
Wherein the external electrode includes an external current collector and an external electrode active material layer formed on one surface of the external current collector and has a strip structure extending in one direction,
Wherein the inner electrode is disposed such that two or more wire-shaped inner electrodes are in parallel contact with each other, or two or more wire-shaped inner electrodes are twisted with each other. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 내부전극은 내부집전체 및 상기 내부집전체 표면에 형성된 내부전극 활물질층을 포함한 것을 특징으로 하는 케이블형 이차전지.The method according to claim 1,
Wherein the internal electrode includes an internal current collector and an internal electrode active material layer formed on a surface of the internal current collector. 제1항에 있어서,
상기 시트형의 외부전극은, 서로 겹치지 않도록 나선형으로 권선되어 형성되는 것을 특징으로 하는 케이블형 이차전지.The method according to claim 1,
Wherein the sheet-like external electrodes are formed by being wound in a spiral shape so as not to overlap with each other. 제4항에 있어서,
상기 시트형의 외부전극은, 상기 시트형의 외부전극 폭의 2 배 이내의 간격을 두고 서로 이격되어 겹치지 않도록 나선형으로 권선되어 형성되는 것을 특징으로 하는 케이블형 이차전지.5. The method of claim 4,
Wherein the sheet-shaped outer electrodes are formed by winding in a helical shape so as not to overlap with each other with an interval of not more than twice the width of the sheet-like outer electrode. 제1항에 있어서,
상기 시트형의 외부전극은, 서로 겹치도록 나선형으로 권선되어 형성되는 것을 특징으로 하는 케이블형 이차전지.The method according to claim 1,
Wherein the sheet-like outer electrodes are formed by winding in a spiral shape so as to overlap with each other. 제6항에 있어서,
상기 시트형의 외부전극은, 상기 서로 겹치는 부분의 폭이 상기 시트형의 외부전극 폭의 0.9 배 이내가 되도록 나선형으로 권선되어 형성되는 것을 특징으로 하는 케이블형 이차전지.The method according to claim 6,
Wherein the sheet-like outer electrode is formed by winding in a spiral shape such that a width of the overlapping portion is within 0.9 times the width of the sheet-like outer electrode. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 외부전극은, 상기 외부전극 활물질층상에 형성된 다공성의 제1 지지층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블형 이차전지.The method according to claim 1,
Wherein the external electrode further comprises a porous first support layer formed on the external electrode active material layer. 제9항에 있어서,
상기 제1 지지층상에, 도전재와 바인더를 구비하는 도전재 코팅층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블형 이차전지.10. The method of claim 9,
Further comprising a conductive material coating layer having a conductive material and a binder on the first support layer. 제9항에 있어서,
상기 제1 지지층상에, 무기물 입자 및 바인더 고분자의 혼합물로 형성된 다공성 코팅층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블형 이차전지.10. The method of claim 9,
And a porous coating layer formed on the first support layer, the porous coating layer being formed of a mixture of inorganic particles and a binder polymer. 제9항에 있어서,
상기 외부전극은, 상기 외부집전체의 타면에 형성된 제2 지지층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블형 이차전지.10. The method of claim 9,
Wherein the external electrode further comprises a second supporting layer formed on the other surface of the external current collector. 제1항에 있어서,
상기 분리층은 권선된 구조인 것을 특징으로 하는 케이블형 이차전지.The method according to claim 1,
Wherein the separating layer is a winding structure. 제1항에 있어서,
상기 내부전극은, 음극 또는 양극이고, 상기 외부전극은, 상기 내부전극에 상응하는 양극 또는 음극인 것을 특징으로 하는 케이블형 이차전지.The method according to claim 1,
Wherein the internal electrode is a cathode or an anode, and the external electrode is an anode or a cathode corresponding to the internal electrode. 제1항에 있어서,
상기 전극 조립체의 외면을 둘러싸도록 형성된 보호피복을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블형 이차전지.The method according to claim 1,
Further comprising a protective coating formed to surround the outer surface of the electrode assembly.
KR1020140150759A 2014-10-31 2014-10-31 Cable-type secondary battery KR101747330B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140150759A KR101747330B1 (en) 2014-10-31 2014-10-31 Cable-type secondary battery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140150759A KR101747330B1 (en) 2014-10-31 2014-10-31 Cable-type secondary battery

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160051204A KR20160051204A (en) 2016-05-11
KR101747330B1 true KR101747330B1 (en) 2017-06-14

Family

ID=56026006

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140150759A KR101747330B1 (en) 2014-10-31 2014-10-31 Cable-type secondary battery

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101747330B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
KR20160051204A (en) 2016-05-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101747333B1 (en) Cable-type secondary battery
KR101747332B1 (en) Cable-Type Secondary Battery
KR101746140B1 (en) Electrode for a secondary battery, preparation method thereof, secondary battery and cable-type secondary battery including the same
KR101775098B1 (en) Electrode for a secondary battery, preparation method thereof, secondary battery and cable-type secondary battery including the same
KR101747331B1 (en) Cable-type secondary battery and preparation method thereof
KR101766871B1 (en) Electrode for a secondary battery, preparation method thereof, secondary battery and cable-type secondary battery including the same
KR101783922B1 (en) Cable-type secondary battery
KR20150063340A (en) Electrode for a secondary battery, preparation method thereof, secondary battery and cable-type secondary battery including the same
KR101756939B1 (en) Multi-layered Cable-type secondary battery
KR20170093755A (en) Cable-type secondary battery and Method for manufacturing the same
KR20170046597A (en) Cable-Type Secondary Battery
KR101787637B1 (en) Multi-layered Cable-type secondary battery
KR20170046596A (en) Cable-Type Secondary Battery
KR101747330B1 (en) Cable-type secondary battery
KR101747329B1 (en) Cable-type secondary battery
KR20170056309A (en) Cable-type secondary battery

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant